CN219394707U - 一种改进的cvt原理的电容取电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进的CVT原理的电容取电装置，包括取电单元和开关电源；所述取电单元包括高压电容、低压电容和补偿电感，所述高压电容的正极连接高压线路电源，所述高压电容的负极连接所述低压电容的正极，所述低压电容的负极接地，所述补偿电感的正极连接所述高压电容的负极，所述补偿电感的负极连接所述开关电源的输入端；所述开关电源用于稳压输出；本实用新型通过去掉电容式电压互感器的中间变压器，采用开关电源取电输出稳压，取电装置效率更高，体积更紧凑，成本更低，可以直接给控制器供电以及驱动断路器，并且避免了由于变压器饱和造成的铁磁谐振的风险。

Description

一种改进的CVT原理的电容取电装置

技术领域

本实用新型涉及电容取电装置的技术领域，具体涉及一种改进的CVT原理的电容取电装置。

背景技术

随着经济的发展，人民生活水平的提高，人们对供电质量提出了更高要求，对供电可靠性提出了更高标准，电网发生故障时实现快速故障定位和隔离，缩短故障处理时间，从而避免因排除故障浪费大量的停电时间，提高供电可靠性。当前只能采用太阳能、风能等技术给监测设备供能来实现，但是风能、太阳能严重受制于天气和时间约束，弊端极为明显，不能保证24小时都能稳定的为监测设备提供充足的能源来保证设备处于正常工作状态。因而电力行业急迫需要找到给监测设备安全、稳定、可靠的供电方式，CVT取电装置因此应运而生。

CVT取电装置可以通过电容式电压互感器获取高压线路产生的磁场能量，再经过转换装置输出稳定的直流电给监测设备供电，只要线路在运行状态就能为监测设备提供稳定可靠的电能同时并可以实现储能备用。但是电容式电压互感器包括中间变压器，导致取电装置的体积偏大，并且存在由于变压器饱和造成的铁磁谐振的风险。

实用新型内容

基于上述表述，本实用新型提供了一种改进的CVT原理的电容取电装置，通过去掉电容式电压互感器的中间变压器，采用开关电源取电输出稳压，取电装置效率更高，体积更紧凑，并且成本更低。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种改进的CVT原理的电容取电装置，包括取电单元和开关电源；所述取电单元包括高压电容、低压电容和补偿电感，所述高压电容的正极连接高压线路电源，所述高压电容的负极连接所述低压电容的正极，所述低压电容的负极接地，所述补偿电感的正极连接所述高压电容的负极，所述补偿电感的负极连接所述开关电源的输入端；所述开关电源用于稳压输出。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，包括三个取电单元，三个取电单元分别连接高压线路电源的三相；所述开关电源具有三个输入端，三个输入端分别连接三个取电单元。

进一步的，所述开关电源还包括中性点端，所述中性点端接地。

进一步的，所述开关电源包括依次相连的全桥整流电路、电磁兼容电路、滤波电路、功率变换电路、输出整流电路和保护滤波电路；所述全桥整流电路连接所述开关电源的输入端，所述保护滤波电路连接所述开关电源的输出端。

进一步的，所述开关电源还包括电容充电电路，所述电容充电电路连接所述开关电源的输出端。

进一步的，所述开关电源还包括检测电路和报警电路，所述检测电路用于检测所述开关电源的电量，所述检测电路和所述报警电路光耦连接，所述报警电路用于输出报警信号。

进一步的，所述高压电容的容值为3.5nF，所述低压电容的容值为110nF，所述补偿电感的电感值为100H。

进一步的，所述补偿电感为非线性电感。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

1、本实用新型通过去掉电容式电压互感器的中间变压器，采用开关电源取电输出稳压，取电装置效率更高，体积更紧凑，并且成本更低；

2、通过采用开关电源取电输出稳压，可以直接给控制器供电以及驱动断路器；

3、由于去掉了中间变压器，避免了由于变压器饱和造成的铁磁谐振的风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种改进的CVT原理的电容取电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中补偿电感的非线性特性示意图；

图3本实用新型实施例中开关电源的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、取电单元；11、高压电容；12、低压电容；13、补偿电感；2、开关电源；21、全桥整流电路；22、电磁兼容电路；23、滤波电路；24、功率变换电路；25、输出整流电路；26、保护滤波电路；27、电容充电电路；28、检测电路；29、报警电路。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

一种改进的CVT原理的电容取电装置，包括三个取电单元1和一个开关电源2。三个取电单元1分别用于在高压线路电源的三相上取电，本实施例中，高压电路电源的三相采用星形连接。开关电源2用于稳压输出。

每个取电单元1均包括高压电容11、低压电容12和补偿电感13。高压电容11的正极连接高压线路电源的其中一相，高压电容11的负极连接低压电容12的正极，低压电容12的负极接地。高压电容11和低压电容12起到分压的作用。本实施例中，高压电容11的容值为3.5nF，低压电容12的容值为110nF。

补偿电感13的正极连接高压电容11的负极，用来抵消高压电容11和低压电容12分压后产生的内阻，以达到输出电压稳定的目的。本实施例中，补偿电感13的电感值为100H。

补偿电感13采用非线性电感，本实施例的补偿电感13的非线性曲线如图2所示。可见在电流为140mA左右时，补偿电感13饱和，此时如果一次电压升高或者二次短路，则补偿电感13工作在非线性区，感抗和分压电容容抗不匹配，回路存在剩余阻抗，会抑制输入到开关电源2的电压幅值，起到过电压保护的作用。

但是由于补偿电感13本身存在直流电阻，在不同的负载电流下其直流电阻上的压降不同，所以还需要经过开关电源2进行稳压输出。

开关电源2包括输入端a1、输入端a2、输入端a3和中性点端n1，三个补偿电感13的负极分别连接输入端a1、输入端a2和输入端a3，中性点端n1接地。

并且开关电源2包括全桥整流电路21、电磁兼容电路22、滤波电路23、功率变换电路24、输出整流电路25、保护滤波电路26、电容充电电路27、检测电路28和报警电路29。

全桥整流电路21、电磁兼容电路22、滤波电路23、功率变换电路24、输出整流电路25和保护滤波电路26依次相连。输入端a1、输入端a2、输入端a3和中性点端n1均连接全桥整流电路21，保护滤波电路26连接开关电源2的输出端，以实现开关电源2的取电稳压输出。

电容充电电路27也连接开关电源2的输出端，用于实现储能备用。

检测电路28用于检测开关电源2的电量，并且检测电路28和报警电路29光耦连接，报警电路在开关电源2电量过低时输出报警信号。

本实施例通过三个取电单元1对高压线路电源的三相上分别取电，可靠性高，即使三相高压线路中的任意一相发生失压故障，本实施例依然能提供电子装置所需的能量，保证其正常工作。

本实施例通过去掉电容式电压互感器的中间变压器，采用开关电源取电输出稳压，取电装置效率更高，体积更紧凑，并且成本更低。并且，本实施例通过采用开关电源取电输出稳压，可以直接给控制器供电以及驱动断路器。由于去掉了中间变压器，本实施例还避免了由于变压器饱和造成的铁磁谐振的风险。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，包括取电单元和开关电源；所述取电单元包括高压电容、低压电容和补偿电感，所述高压电容的正极连接高压线路电源，所述高压电容的负极连接所述低压电容的正极，所述低压电容的负极接地，所述补偿电感的正极连接所述高压电容的负极，所述补偿电感的负极连接所述开关电源的输入端；所述开关电源用于稳压输出。

2.根据权利要求1所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，包括三个取电单元，三个取电单元分别连接高压线路电源的三相；所述开关电源具有三个输入端，三个输入端分别连接三个取电单元。

3.根据权利要求2所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述开关电源还包括中性点端，所述中性点端接地。

4.根据权利要求1所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述开关电源包括依次相连的全桥整流电路、电磁兼容电路、滤波电路、功率变换电路、输出整流电路和保护滤波电路；所述全桥整流电路连接所述开关电源的输入端，所述保护滤波电路连接所述开关电源的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述开关电源还包括电容充电电路，所述电容充电电路连接所述开关电源的输出端。

6.根据权利要求4所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述开关电源还包括检测电路和报警电路，所述检测电路用于检测所述开关电源的电量，所述检测电路和所述报警电路光耦连接，所述报警电路用于输出报警信号。

7.根据权利要求1所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述高压电容的容值为3.5nF，所述低压电容的容值为110nF，所述补偿电感的电感值为100H。

8.根据权利要求1所述的一种改进的CVT原理的电容取电装置，其特征在于，所述补偿电感为非线性电感。